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目的:结直肠癌的发病率和致死率高居所有癌症中的第三位,结直肠癌化疗耐药是影响患者预后的关键因素,临床上发现低分化的结直肠癌患者生存率低,而组蛋白H3第27位点赖氨酸的三甲基化修饰(H3K27me3)在细胞分化的过程中起着重要的调控作用。本研究的主要目的是探讨H3K27三甲基化修饰在奥沙利铂耐药中的作用,并评估H3K27去甲基化酶抑制剂GSK-J4治疗对逆转结直肠癌化疗耐药的效果。方法:本论文分别使用结直肠癌病人组织芯片确定H3K27三甲基化修饰与病人无转移生存率的关系。在体内通过PDX模型确定H3K27三甲基化修饰与奥沙利铂耐药的关系,并通过腹腔注射组蛋白去甲基化酶抑制剂GSK-J4上调H3K27me3水平,评估该抑制剂对逆转结直肠癌化疗耐药的效果。采用结肠癌细胞系在体外通过Western Blot、RT-q PCR、克隆形成和流式细胞术等研究方法确定改变H3K27三甲基化修饰对于结直肠癌化疗耐药的影响。结果:我们发现H3K27me3水平与结直肠癌患者的无转移生存期呈正相关,而低H3K27me3表达预示着较差的化疗效果。奥沙利铂处理在体外结直肠癌细胞系中显著诱导H3K27去甲基化酶KDM6A和KDM6B的表达,从而降低CRC细胞中H3K27me3的水平。通过敲低KDM6A/KDM6B或GSK-J4处理升高H3K27me3水平显著增强了奥沙利铂诱导的细胞凋亡。此外,GSK-J4与奥沙利铂的联合治疗可以在原本奥沙利铂耐药的PDX肿瘤中显著的促进化疗敏感性并促进肿瘤细胞凋亡。同时我们发现奥沙利铂处理引起NOTCH2基因转录起始位点上H3K27me3水平的下调从而上调NOTCH2基因表达。而NOTCH2表达的上调则会引起下游干性相关基因的表达,从而导致奥沙利铂耐药。通过GSK-J4处理抑制H3K27去甲基化酶活性可以逆转这一生物过程,进而打破结肠癌化疗耐药。结论:H3K27三甲基化修饰水平低的结直肠癌患者生存期较短,且奥沙利铂化疗效果差,通过敲低KDM6A/KDM6B表达或GSK-J4处理升高H3K27me3水平可以在体内体外促进奥沙利铂所引起的细胞凋亡。奥沙利铂处理促进KDM6A/KDM6B表达,从而降低NOTCH2基因启动子区域的H3K27me3水平进而上调NOTCH2表达,引起化疗耐药。GSK-J4处理抑制KDM6A/KDM6B的去甲基化酶活性,可以逆转上述耐药过程,促进结直肠癌化疗效果。这些结果提示了H3K27me3可以作为结直肠癌患者化疗效果的重要生物标记物,并且提示GSKJ4联合用药可以改善奥沙利铂的临床疗效。